废旧晶体硅太阳能电池资源化现状

在能源紧缺的当下,太阳能的利用很大程度上减轻了能源负担。随着近年来光伏产业的加速发展,太阳能电池数量也呈现快速增长的趋势,太阳能电池报废后的资源化回收将是研究热点。对太阳能光伏市场的发展情况和晶体硅太阳能电池的结构与组成进行了介绍,总结了废旧晶体硅太阳能电池的资源化技术和特点,并提出了废旧晶体硅太阳能电池资源化处理所面临的关键问题。     

科技潮流

日本推出全球首款安装太阳能电池的公交车 日本两家企业共同研发了利用太阳光发电的未来型公交车,并开始运行。该公交车行驶于冈山市内,每日往返4班。两家公司表示,在公交车上安装太阳能电池,这在全球尚属首次。公交车车顶上安装了用来发电的太阳能电池,所发电量用于发光两级管（LED）车内照明。据悉,     

核能是全球能源的重要组成部分运行的核电站已达438座

太阳能电池技术的开发最早起源于美国，但日本却后来居上。去年世界太阳能电池产量比前年增长了３７％，其增长速度可与传统电站增长速度相比拟。而日本太阳能电池产量占了世界总产量的４３％，美国仅为２４％，落后于世界市场占有率达２５％的欧盟。在太阳能电池生产方面，日本之所以领先于各国，是因为日本政府采取了合理的政策，大力鼓励太阳能电池的使用。日本政府提出“７０万太阳能屋顶计划”。该计划对将太阳能电池发电系统纳入电网的居民，提供一半补贴，因而，极大地提高了太阳能电池的产量。２０００年后，由于太阳能电池产量增加…     

加快建设国家新能源新材料基地

新能源、新材料产业是天津重点发展的战略产业和高新技术产业。以绿色电池、太阳能电池和风力发电为代表的天津新能源产业快速发展,形成了门类齐全、技术水平高的产业集群,主要产品生产规模、市场占有率处于国内领先地位,产业综合实力居全国第一。     

以晶体硅太阳能电池产业为例的产业生命周期评价初探

面对日益复杂的环境问题和精细化环境管理需求,为了将生命周期评价在产业结构调整、发展方式转变中更好地发挥作用,对在产业层面开展生命周期评价的方法进行了探索研究.产业生命周期评价是在产品生命周期评价的基础上增加了:①基于“可拆解可组合”生态设计理念的功能单位和系统边界确定;②质量评估和数据整合的数据收集过程;③以不确定性分析来验证数据的合理性.选择晶体硅太阳能电池产业进行了产业生命周期评价的案例应用.结果表明:晶体硅太阳能电池产业可分为4个产品单元和11个工艺单元.基于上述产品单元和工艺单元的资源能源投入和污染物排放数据进行收集,在数据质量评估之后通过数据整合形成了产业生命周期数据清单.产业生命周期环境影响主要集中在呼吸系统影响（41.94%）、化石燃料（25.20%）、致癌（14.89%）和气候变化（8.80%）4个环境影响类别;减少环境影响的精准化途径是减少高纯多晶硅、硅片、电池片产品的电耗,组件产品中焊带消耗,硅片产品中的砂浆消耗和组件产品的铝合金边框消耗.蒙特卡洛分析结果显示,高纯多晶硅生命周期评价结果不确定性较高,与数据质量评估的结果较为一致.案例应用结果说明,产品生命周期评价可将生命周期评价从产品层面提升到产业层面,可为国家产业发展提供科学支撑.      

瑞士：开发出白色太阳能电池

瑞士科研人员称,日前开发出一种白色的太阳能电池组件,与传统蓝黑色太阳能电池板相比视觉上更加美观,能与建筑物更好地融为一体。这种太阳能电池能够在20到30摄氏度的条件下工作,低于目前标准的太阳能电池,使用寿命更为长久。     

太阳能电池生产废水处理工艺探讨

结合山西太阳能生产企业生产废水处理工艺情况,通过对太阳能电池生产废水产生情况、生产废水处理工艺的探讨,实现太阳能电池生产废水达标排放。     

我国太阳能电池板生产中的环境污染问题

我国光伏产业飞速发展,其带来的环境污染问题日益受关注。太阳能电池板生产处于太阳能电池生产链的中游,包括制绒、磷扩散、刻蚀、印刷等工序,生产中大量使用了氢氟酸、硝酸、三氯氧磷及异丙醇等化学品,废水污染物包括F-、COD、TN等,废气污染包括NO x、HF、HCl等。分析了我国太阳能电池行业的环境管理方面主要存在的问题。     

澳科学家用钙钛矿实现太阳能电池高光电转化率

<正>澳大利亚国立大学5日宣布,该校科学家首次实现钙钛矿太阳能电池的光电转化率超过26%。这一成果可以使太阳能发电成本大幅降低,太阳能电池的应用领域变得更加广泛。目前在太阳能电池市场上,晶体硅电池占了90%,由于其成本相较于其他能源仍然偏高,全世界科     

国际

<正>美国:高校开发水下太阳能电池设计方案近日,斯坦福大学研究人员在《自然材料》杂志上发布了其研发的节能抗腐蚀水下太阳能电池设计方案。该种太阳能电池生产的电力可利用催化化学反应,将捕获的温室气体转变为燃料。日本:将于2018年建成世界最大太阳能漂浮电厂日前,日本政府宣布在千叶县镰仓水库上建设世界最大的太阳能漂浮电厂,该电厂距离东京80公里,采用超过5万片太阳能板,覆盖水     

空间高轨高压太阳电池阵静电防护技术研究

目的提高太阳电池阵的可靠性。方法对空间用高轨高压太阳电池阵的静电防护技术进行试验研究,通过外加电弧的方式对太阳电池试验件进行一次放电模拟试验,通过电子注入模拟高轨等离子体环境,采用单一电子能量模拟多能谱能量的环境,对太阳电池阵二次放电进行摸底试验。结果一次放电对太阳电池试验件无影响,二次放电发生时,太阳电池串之间电压的阈值为80 V,二次放电会对太阳电池串输出功率造成一定影响。结论在太阳电池阵设计过程中,控制太阳电池串之间的并联间隙为1 mm,相邻太阳电池串之间电压差不大于80 V、在相邻太阳电池串之间涂敷硅橡胶等方法能有效控制太阳电池阵二次放电的发生,大大提高了太阳电池阵的可靠性。     

微米级空间碎片撞击太阳电池研究

目的评估航天器太阳电池阵遭遇微米级空间碎片撞击后性能的下降程度。方法利用激光驱动飞片发射系统针对硅太阳电池开展系统的试验工作,对太阳电池机械损伤特性及伏安特性进行测试。利用ORDEM2000软件计算航天器所在轨道的碎片通量和速度。结合试验结果,计算航天器太阳电池阵因微米级空间碎片撞击引起的最大输出功率衰减率。结果太阳电池最大输出功率衰减率与溅射区直径呈二次函数关系,与表面污染率近似相等。未来5年天宫一号所在轨道航天器太阳电池因微米级空间碎片撞击引起的最大输出功率衰减率为0.45%。结论利用该研究结果可以预计航天器太阳电池因微米级空间碎片撞击引起的最大输出功率衰减率,为航天器总体设计提供技术支持。     

光伏发电和燃煤发电的生命周期评价比较研究

文章运用生命周期评价（life cycle assessment,LCA）的分类、特征化、量化处理的方法,对多晶硅太阳能光伏发电和燃煤发电的全过程进行环境影响评价.通过收集两者的资源消耗量和污染物排放量,建立两者全生命周期资源消耗及污染物排放清单,得到相应的资源消耗系数和环境影响潜值.综合多晶硅太阳能光伏发电和燃煤发电全生命周期评价结果,从资源消耗和环境影响的角度来看,与传统燃煤发电相比,多晶硅太阳能光伏发电具有明显的优势.     

Modeling the current-voltage characteristics of thin-film silicon solar cells based on photo-induced electron transfer processes

Power conversion efficiency of p-i-n type microcrystalline silicon (c-Si:H) solar cells has been analyzed in terms of sequential processes of photo-induced electron transfer. The effect of the excitonic state on the charged carrier generation has been studied compared to a conventional scheme in which only charged carriers are taken into account for the operation of the solar cells. A numerical model has been developed to calculate current-voltage characteristics of solar cells on the basis of two types of charged carrier generation processes (exciton process and charged carrier process). The light trapping effect due to a textured back surface reflector (BSR) was embedded in the numerical model by using the effective medium theory in combination with the matrix method in the field of the electromagnetic theory of light. As an application of this modeling, it was found that the reported data of the power conversion efficiency were not explained by the conventional charged carrier process model and that the combined model of the charged carrier process with the exciton process well explains the performance of the p-i-n type c-Si:H solar cells. In this way, the typical power conversion efficiencies were estimated to be 10.5% for the device (i-layer thickness: 1.8 m) with the BSR (period: 600 nm; height: 250 nm) and 8.6% for the device with the flat reflector under the condition that the fractions of the exciton process and charged carrier process were 60% and 40%, respectively.     

Modeling the current-voltage characteristics of thin-film silicon solar cells based on photo-induced electron transfer processes

Power conversion efficiency of p-i-n type macrocrystalline silicon (µc-Si:H) solar cells has been analyzed in terms of sequential processes of photo-induced electron transfer. The effect of the excitonic state on the charged carrier generation has been studied compared to a conventional scheme in which only charged carriers are taken into account for the operation of the solar cells. A numerical model has been developed to calculate current-voltage characteristics of solar cells on the basis of two types of charged carrier generation processes (exciton process and charged carrier process). The light trapping effect due to a textured back surface reflector (BSR) was embedded in the numerical model by using the effective medium theory in combination with the matrix method in the field of the electromagnetic theory of light. As an application of this modeling, it was found that the reported data of the power conversion efficiency were not explained by the conventional charged carrier process model and that the combined model of the charged carrier process with the exciton process well explains the performance of the p-i-n type μc-Si:H solar cells. In this way, the typical power conversion efficiencies were estimated to be 10.5% for the device (i-layer thickness: 1.8 μm) with the BSR (period: 600 nm; height: 250 nm) and 8.6% for the device with the flat reflector under the condition that the fractions of the exciton process and charged carrier process were 60% and 40%, respectively.     

太阳电池阵等离子体环境下功率泄漏试验研究

目的确定太阳电池空间等离子环境下的功率泄漏特性参数。方法在地面模拟等离子环境下,测量太阳电池阵收集电流随偏置电压的变化规律,再根据计算模型估算太阳电池阵空间环境下的功率泄漏数值。结果太阳电池收集电流随偏置电压的增大而增大,达到一定阈值后,发生收集电流突变现象,实际测试电流值大于100 mA,功率泄漏百分比大于14.3%。辉光放电伴随收集电流突变过程,等离子体鞘层从太阳电池的导体部分扩展到介质部分;收集电流突变发生后,测量电池暗特性,未发现明显损伤。结论针对未来高电压大功率太阳电池阵,应采用功率泄漏试验,检验其功率泄漏特性,建议综合考虑多方面的因素规避发生收集电流突变风险。     

非金属材料放气对砷化镓电池的影响分析

目的提高砷化镓电池的应用效率。方法以航天器常用灰皮电缆作为放气源,通过电池性能与透过率关系试验和污染物沉积量与透过率关系试验研究,分析材料放气对砷化镓电池的性能影响。结果随着非金属材料放气沉积量的增多,砷化镓电池的短路电流不断减小。当污染沉积量达到4×10-5g/cm2时,砷化镓电池的短路电流变化量为23 m A,变化率为10.9%;当污染沉积量达到1.26×10-4g/cm2时,砷化镓电池的短路电流变化量为42 m A,变化率为20.0%。结论非金属材料放气是造成太阳电池性能下降的因素之一。     

温度对GEO轨道太阳电池阵静电放电影响规律研究

由于GEO轨道空间环境的特殊性,温度、辐照电子能量和束流密度等环境因素会对处于该轨道的航天器太阳电池阵充放电效应造成影响,为掌握GEO轨道太阳电池阵静电放电影响规律,以航天器太阳电池阵为研究对象,对太阳电池阵机理和研究现状进行分析的基础上,设计了太阳电池阵静电放电试验电路,确定了太阳电池阵静电放电试验参数与试验程序,重点开展了一定电子能量和束流密度条件下环境温度因素对太阳电池阵静电放电特性试验研究,获得了环境因素对太阳电池阵静电放电的影响规律。研究表明,静电放电频率、放电电流幅值与环境温度相关,温度越高,放电频率越小,放电电流幅值相应减小,放电电流主要能量集中在10 MHz以下频段。研究成果可为航天器静电放电效应分析和防护设计提供参考。     

绿色导向下的光伏产业环境污染控制进展研究

光伏发电技术具有环保和节约能源的特点,在光伏组件废弃后和太阳能电池的原料生产环节,会产生一定程度的环境污染.对太阳能电池废弃物进行资源化回收处理,积极研发新型电池和新材料,可以有效控制污染.目前对光伏废弃物进行资源化的方法主要有:热解法,无机酸溶解法,有机溶剂溶解法,化学蚀刻等;薄膜型光伏电池和聚合物光伏新材料的研究也取得了相应进展,拥有较好的发展前景.